La LAB se determina a partir de las diferencias entre la litosfera y la astenosfera, incluyendo, entre otras, las diferencias en el tamaño de los granos, la composición química, las propiedades térmicas y la extensión de la fusión parcial; estos son factores que afectan a las diferencias reológicas de la litosfera y la astenosfera.
Capa límite mecánica (CLM)
La CLM separa la litosfera mecánicamente fuerte de la astenosfera débil. La profundidad de la LAB puede estimarse a partir de la cantidad de flexión que ha sufrido la litosfera debido a una carga aplicada en la superficie (como la flexión de un volcán). La flexión es una observación de la fuerza, pero los terremotos también pueden utilizarse para definir el límite entre las rocas «fuertes» y «débiles». Los terremotos se limitan principalmente a ocurrir dentro de la litosfera antigua y fría a temperaturas de hasta ~650°C. Este criterio funciona especialmente bien en la litosfera oceánica, donde es razonablemente sencillo estimar la temperatura en profundidad basándose en la edad de las rocas. El LAB es más superficial cuando se utiliza esta definición. La MBL rara vez se equipara a la litosfera, ya que en algunas regiones tectónicamente activas (por ejemplo, la provincia de Basin and Range) la MBL es más delgada que la corteza y la LAB estaría por encima de la discontinuidad de Mohorovičić.
Capa límite térmica (TBL)Edit
La definición de la LAB como capa límite térmica (TBL) no proviene de la temperatura, sino del mecanismo dominante de transporte de calor. La litosfera no puede soportar células de convección porque es fuerte, pero el manto convectivo que hay debajo es mucho más débil. En este marco, el LAB separa los dos regímenes de transporte de calor . Sin embargo, la transición de un dominio que transporta el calor principalmente a través de la convección en la astenosfera a la litosfera conductora no es necesariamente abrupta y, en cambio, abarca una amplia zona de transporte de calor mixto o temporalmente variable. La parte superior de la capa límite térmica es la profundidad máxima a la que el calor se transporta sólo por conducción. La parte inferior de la capa límite térmica es la profundidad más superficial a la que el calor se transporta sólo por convección. En las profundidades internas de la TBL, el calor se transporta por una combinación de conducción y convección.
Capa límite reológica (RBL)Edit
La LAB es una capa límite reológica (RBL). Las temperaturas más frías en las menores profundidades de la Tierra afectan a la viscosidad y a la resistencia de la litosfera. El material más frío de la litosfera se resiste al flujo, mientras que el material «más cálido» de la astenosfera contribuye a su menor viscosidad. El aumento de la temperatura con el incremento de la profundidad se conoce como gradiente geotérmico y es gradual dentro de la capa límite reológica. En la práctica, la RBL se define por la profundidad a la que la viscosidad de las rocas del manto cae por debajo de ~ 10 21 P a ⋅ s . {\displaystyle 10^{21}Pa\cdot s.}
.
Sin embargo, el material del manto es un fluido no newtoniano, es decir, su viscosidad depende también de la velocidad de deformación. Esto significa que el LAB puede cambiar su posición como resultado de los cambios de las tensiones.
Capa límite composicional (CBL)Edit
Otra definición del LAB implica diferencias en la composición del manto en profundidad. El manto litosférico es ultramáfico y ha perdido la mayoría de sus constituyentes volátiles, como el agua, el calcio y el aluminio. El conocimiento de este agotamiento se basa en la composición de los xenolitos del manto. La profundidad de la base del CBL puede determinarse a partir de la cantidad de forsterita en las muestras de olivino extraídas del manto. Esto se debe a que la fusión parcial del manto primitivo o astenosférico deja una composición enriquecida en magnesio, siendo la profundidad en la que la concentración de magnesio coincide con la del manto primitivo la base del CBL.